《電子技術(shù)應(yīng)用》
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半導體IP市場機會變大,發(fā)展難度更大

2020-04-18
來源: Ai芯天下

    全球疫情下,美國對中國技術(shù)戰(zhàn)的絞殺依然在層層疊加,讓國產(chǎn)替代成為不可逆轉(zhuǎn)的大潮。

    盡管在半導體產(chǎn)業(yè)鏈的諸多環(huán)節(jié)中,全面撒網(wǎng)難以承受,但放眼國產(chǎn)替代的諸多發(fā)力點,無疑IP、EDA、設(shè)備、材料等均將擔當重任。

    IP位于金字塔頂端

    在年均600多億美元的全球芯片研發(fā)開支中,IP只占36億美元,雖然只有5%,但其價值和影響力卻遠遠超出用金錢衡量的份額。

    過去10年來,IP細分市場的年復合增長率超過10%,遠高于EDA和整個半導體行業(yè)的增長。如果將新興的芯粒也歸入IP類別的話,未來10年IP有望趕上EDA的市場規(guī)模。

    可以毫不夸張地說,在全球半導體產(chǎn)業(yè)這座金字塔上,IP處于價值鏈的最頂端。

    消費電子行業(yè)為IP市場提供養(yǎng)分

    處理器IP市場將占據(jù)最大的市場份額,處理器IP在消費類電子產(chǎn)品和汽車垂直設(shè)備中有多個用例,它們的成本也很高,這些用于汽車領(lǐng)域的高級駕駛員輔助系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)。

    這是由于借助先進IP制作的高級組件和芯片的發(fā)展,消費電子行業(yè)為半導體行業(yè)和半導體IP市場參與者提供了巨大的增長機會。

    IC和SoC廣泛用于這些消費電子應(yīng)用中,并且對這些產(chǎn)品的需求增加正在加強半導體市場。

    嵌入式DSP IP和可編程DSP IP領(lǐng)域的快速發(fā)展是半導體IP行業(yè)及其細分領(lǐng)域的最新熱點之一。

    在過去的5年中,對高級嵌入式DSP,復雜的可編程DSP的偏愛以及對它們的不斷增長的需求已引起DSP行業(yè)及其母行業(yè)的主要參與者的廣泛關(guān)注。

    據(jù)MarketsandMarkets預(yù)測,到2024年半導體IP市場將從2017年的47億美元增長到65億美元,在預(yù)測期間的復合年增長率為4.8%。

    

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    處理器IP授權(quán)模式呈現(xiàn)新趨勢

    從目前來看,處理器 IP 授權(quán)模式的新趨勢主要體現(xiàn)在四個方面:

    首先,在指令集架構(gòu) ISA 層面,已經(jīng)逐漸從私有向開放授權(quán)、再到開源轉(zhuǎn)變;

    其次,在微架構(gòu)層面,呈現(xiàn)部分軟核開源的趨勢;

    再次,在授權(quán)費層面,呈現(xiàn)更低的使用門檻;

    最后,在授權(quán)周期方面,呈現(xiàn)更短更便捷的趨勢。

    實際上所有處理器 IP 授權(quán)模式的轉(zhuǎn)變,都是為了吸引更多的企業(yè)加入到自己的架構(gòu)里面,從而促進生態(tài)的發(fā)展,未來這些架構(gòu)授權(quán)模式又會發(fā)生怎樣的變化,值得期待。

    

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    技術(shù)發(fā)展帶來新的約束

    在每次飛躍中,新技術(shù)都會進入市場并打破平衡。同樣適用于工藝節(jié)點起著至關(guān)重要作用的IC行業(yè)。

    半導體芯片節(jié)點的變化會改變設(shè)計的復雜性,芯片的外形尺寸以及IP內(nèi)核設(shè)計架構(gòu)。限制高級SoC設(shè)計是這些芯片在高級技術(shù)中的有效實現(xiàn)。

    向高級技術(shù)節(jié)點的遷移會增加IP供應(yīng)商的設(shè)計成本,而按照新技術(shù)節(jié)點的IP許可費用則可能與支出的增加不符。

    SoC設(shè)計的總體成本增加了約40%,而節(jié)點尺寸從32 nm變?yōu)?8 nm,并且預(yù)計又將增加22%,而又增加了30%。使用28 nm的節(jié)點,SoC硅IP設(shè)計的總體成本大約增加了36%。

    由于上述芯片制造工藝節(jié)點的變化對IP行業(yè)和IP內(nèi)核的影響,快速變化的工藝節(jié)點被證明是對全球半導體IP市場的制約。

    

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    釋放新的活力和趨勢

    據(jù)IPnest的2018年全球IP市場統(tǒng)計分析,Arm占據(jù)約45%,而Others類別為7.166億美元,約占20%,其中占比雖小但增長迅猛的當數(shù)RISC-V IP。

    IP市場的一個變化趨勢是CPU/GPU等通用型IP在逐漸下降,而專用芯片IP卻在快速增長。碎片化的IoT市場有著千差萬別的應(yīng)用需求,這給簡潔而靈活的RISC-V內(nèi)核IP找到了用武之地。

    如果說PC和服務(wù)器是x86架構(gòu)的戰(zhàn)場、手機是Arm架構(gòu)的主戰(zhàn)場,那么新興的IoT將成為RISC-V的主戰(zhàn)場。

    傳統(tǒng)IP市場格局分化

    由于物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展,半導體產(chǎn)品生態(tài)將會更加豐富,同時設(shè)計規(guī)模和設(shè)計難度也將進一步加大,使得客戶對于IP的種類、功能和性能都提出了更多更個性化的需求。

    從縱向的應(yīng)用版圖來看,向建軍舉例說,以物聯(lián)網(wǎng)為例,其核心指標要求超低功耗,這就提出了超低功耗IP的一系列需求。

    而且,隨著城市、樓宇、家居的智能化和網(wǎng)絡(luò)化以及可穿戴市場的發(fā)展,亦催生了對藍牙、NB-IoT等一系列射頻類協(xié)議IP需求。

    此外,IP在向更專業(yè)化的垂直細分領(lǐng)域發(fā)展例如存儲器IP面向不同的市場和應(yīng)用,客戶會選擇不同技術(shù)類型的存儲器,如汽車電子應(yīng)用偏好高可靠性,一些電源類產(chǎn)品偏好高耐壓,而一些消費類產(chǎn)品傾向于低成本,IP細分大有可為。

   

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    國內(nèi)IP進步和困難同行

    而IP業(yè)的成長離不開設(shè)計業(yè)蓬勃發(fā)展的澆灌,去年中國IC設(shè)計業(yè)規(guī)模已突破3000億元,在諸多應(yīng)用領(lǐng)域全面開花。與之相輔相成的是顯著帶動了國內(nèi)芯原、銳成芯微、芯來、和芯微等眾多IP公司的發(fā)展。

    國內(nèi)IP廠商這些年在技術(shù)上已經(jīng)有了長足的進步,在一些技術(shù)方向和細分領(lǐng)域,甚至趕超了國外的廠商。

    從IC設(shè)計的角度出度,國內(nèi)IP廠商在低速低工藝IP領(lǐng)域已可比肩。如果國內(nèi)IP成熟度高、性能好,一般會選擇國內(nèi)IP,因成本更合適。

    而隨著各路英豪的進入,IP的業(yè)務(wù)模式也在分化。

    一類是像華為海思有多年開發(fā)芯片的經(jīng)驗,有自己的IP甚至指令集開發(fā)實力,但不對外。

    二是互聯(lián)網(wǎng)巨頭類似阿里,通過收購打造IP平臺,因為資金雄厚,一方面可吸引頂尖人才,另一方面沒有包袱可放手去做。

    三是國內(nèi)獨立的第三方IP廠商,立足于各類IP的積累。

    結(jié)尾:

    IP作為最上游的環(huán)節(jié)不可或缺,其研發(fā)屬于原創(chuàng),亦體現(xiàn)了國家IC業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

    

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